セリウム近傍の中性子過剰な新しい原子核7種を発見~理研の飛行分離方式による新同位元素発見数が200種超え~

2026-01-27 理化学研究所

理化学研究所(理研)仁科加速器科学研究センターの国際共同研究グループは、RIビームファクトリー(RIBF)でウラン238ビームの飛行核分裂反応を利用し、希土類セリウム159(^159Ce)近傍の超中性子過剰領域にある新同位元素7種(^152Cs、^155Ba、^158La、^159Ce、^160Ce、^173Gd、^175Tb)を発見した。生成した放射性同位元素(RI)を超伝導RIビーム分離生成装置BigRIPSで飛行中に収集・分離し、飛行時間、磁気剛性、エネルギー損失などから粒子識別を高分解能で実施した。これにより安定線から遠い不安定核フロンティアの拡張が進み、核構造の理解や中性子星合体などで進むr過程元素合成の解明に重要なデータを提供する。理研の飛行分離方式による新同位元素発見数は累計203種となり、世界的な同位元素探索を牽引する成果となった。論文はJournal of the Physical Society of Japanに掲載された。

セリウム近傍の中性子過剰な新しい原子核7種を発見~理研の飛行分離方式による新同位元素発見数が200種超え~
核図表における理研で発見された新同位元素

<関連情報>

同位体フロンティアの拡大:理化学研究所RIビームファクトリーで7つの新しい中性子過剰希土類同位体を観測 Expanding the Isotopic Frontier: Seven New Neutron-Rich Rare-Earth Isotopes Observed at RIKEN RI Beam Factory

Toshiyuki Sumikama, Naoki Fukuda, Toshiyuki Kubo, Hiroshi Suzuki, Hiroyuki Takeda, Naohito Inabe,…
Journal of the Physical Society of Japan  Published: January 27, 2026
DOI:https://doi.org/10.7566/JPSJ.95.024202

Abstract

An experiment conducted at the RIKEN Nishina Center RI Beam Factory, using a 238U beam with an energy of 345 MeV/nucleon, led to the discovery of seven new neutron-rich isotopes in the rare-earth region: 152Cs, 155Ba, 158La, 159Ce, 160Ce, 173Gd, and 175Tb. These isotopes were produced through in-flight fission of a 238U beam and were subsequently separated and identified in-flight using the BigRIPS fragment separator. For the identification, the mass-to-charge ratio and atomic number of the isotopes were determined by measuring the time-of-flight, magnetic rigidity, and energy loss. The observations of all seven new isotopes were statistically confirmed based on a significance test with p-values. The observed counts for the new isotopes were consistent with a systematic decrease in production cross sections with increasing mass number, supporting their discovery.

1701物理及び化学
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